煤尘瓦斯爆炸超压模拟

耦合爆炸峰值可预测

通过数值模拟揭示了煤尘对瓦斯爆炸超压的增强与抑制规律，为矿井防爆设计提供定量参考。

Fang, Yingxiang · 章恒

Scientific Reports 2025

具体参数

最大爆炸压力对应的煤尘浓度

200 g/m³

实际参与爆炸的煤尘浓度

29.7 g/m³

技术优势

能算准参与爆炸的煤尘量

基于元素分析和工业分析确定化学计量浓度，并建立了不同煤种等效比与煤尘质量浓度的换算关系，从而算得实际参与爆炸的煤尘量。

能预测耦合爆炸峰值压力

模型经三组数据验证，可复现不同煤尘浓度、粒径和煤种条件下的爆炸超压变化规律。

揭示不同煤种的影响规律

在相同条件下，煤变质程度越低（从瘦煤到褐煤），峰值超压越高，两者呈负相关。

应用场景

• 矿井防爆设计：用定量规律预测不同煤尘条件下的爆炸超压，优化防爆结构设计。
• 工业安全评估：根据煤尘参与爆炸的实际量评估风险等级，而非仅凭总浓度。
• 爆炸参数预测：提供煤尘-瓦斯耦合爆炸峰值超压的快速预测方法。
• 可燃粉尘管理：识别不同煤种和粒径下的爆炸增强效应，指导粉尘浓度控制。